摘要:為進一步明確海南省工程建筑過程中水土流失的影響因素,本文以實際工程為研究對象,對水土保持方案審查要點以及監(jiān)測內容進行深入分析。結果表明該工程中各項水土報紙指標均達到規(guī)范要求,同時得出海南省工程建設過程中的土壤流失量與降雨量間呈強正相關關系,相關性系數最大為0.92,說明該地區(qū)工程建設過程中土壤流失的最大控制因素為降雨,且主體施工階段土壤流失量受降雨影響更大。
關鍵詞:降雨量;效果評價;方案設計;水土保持
中圖分類號:S157""""""""" 文獻標志碼:A
??谑协偵絽^(qū)疾病預防控制中心項目原計劃在2021年1月開工,在2022年12月竣工,項目用地紅線面積為12619.07㎡,其中實際建設面積為8265.72㎡,代征城市綠地面積為4353.35㎡。本項目擬建1棟5F試驗樓、1棟6F業(yè)務技術樓、1棟6F備勤樓、1棟1F設備房及廚房、1棟1F門衛(wèi)房、1F的地下室及連廊、周邊的道路、綠化、停車場等配套設施。總建筑面積為10363.00㎡(其中地上建筑面積為8411.57㎡,地下建筑面積為1951.43㎡),建筑基底面積為1739.95㎡,建筑密度為21.00%,容積率為0.99,綠地率為35%。
1工程概況
1.1項目分區(qū)及水土流失特點
研究項目位于海南省??谑协偵絽^(qū),根據現場調查,項目所在區(qū)域水土流失為微度~輕度水力侵蝕,項目所在地區(qū)屬南方紅壤丘陵區(qū),??谑袨闉I海臺階式地貌,??谑兴Y源總量折合地表徑流深為830mm。這里春季溫暖少雨多旱,夏季高溫多雨,秋季多臺風暴雨,冬季不冷但寒氣流侵襲時有陣寒。年平均氣溫為24.2℃,年平均降水量為1664mm,平均日降雨量在0. 1mm以上的雨日超過150天。
本項目主要由主體建筑、道路廣場、綠化工程、附屬工程(給排水、供配電等)和代征綠地區(qū)等部分組成。根據工程建設擾動方式、擾動后地表物質組成等相近的原則,結合項目特點及建設期的水土流失特征、區(qū)域自然條件等因素,對本項目進行劃分,各分區(qū)水土流失及特點見表1。
1.2水土流失分析與預測
對表1中各分區(qū)部分進行水土流失預測,預測時段分為施工期(2021年1月—2022年12月)和自然恢復期(工程完工后2年)。在預測過程中,考慮最不利情況,即施工時段超過雨季長度的按全年計,未超過雨季長度的按占雨季長度的比例計。項目建設區(qū)原地貌土壤侵蝕模數為426t/(km2·a),通過類比法計算,可得各預測分區(qū)的土壤侵蝕模數,見表2。
預測采用公式(1)~(3)進行計算[1-2]。
式中:W為擾動地表土壤流失量,t;ΔW為擾動地表新增土壤流失量,t;i為預測單位;k為預測時段;Fi為第i個預測單元的面積,km2·a;Mik為擾動后第i個預測單元不同時段的土壤侵蝕模數,t/(km2·a);Mio為擾動前第i個預測單元不同時段的土壤侵蝕模數,t/(km2·a);ΔMik為不同預測單元各時段新增土壤侵蝕模數,t/(km2·a);Tik為預測時段(擾動時段)。
土壤流失預測計算結果見表3。在整個預測期內,本項目建設擾動地表可能產生的土壤流失總量為235.5t,其中新增土壤流失量為219. 1t。在新增的土壤流失總量中,施工期造成土壤流失207.8t,自然恢復期土壤流失11.2t??傮w來看,施工期是產生水土流失的主要時段,其中綠化工程區(qū)、道路廣場工程區(qū)和代征綠地區(qū)是水土流失發(fā)生的重點區(qū)域。
2水土保持措施
2.1項目水土保持措施體系
根據項目建筑設計方案來設計本項目的水土保持方案,項目區(qū)各防治分區(qū)水土保持措施體系及工作量如圖1所示。
2.2分區(qū)水土保持措施
主體建筑防治區(qū):施工前對占用的部分表土資源豐富的草地進行剝離,將剝離的表土集中堆放在臨時堆土區(qū)內,用于后期綠化區(qū)域覆土施工,表土剝離厚度為0.30m。綜合考慮場地整體情況沿主體建筑布設臨時排水溝,使匯水有序排出,排水出口位于場地南側和西側,將匯水排入校園內現有市政管網,在排水溝出口處布設沉沙池,沉淀徑流中的泥沙。在排水溝出口處布設沉沙池,用來沉淀徑流中的泥沙,采用水泥砂漿對排水溝與沉沙池連接處進行抹面。
道路廣場防治區(qū):根據地形,道路坡向的位置來布置雨水管渠,為了滿足停車位要求,同時增加項目區(qū)的綠化面積,須在項目區(qū)的各個區(qū)域內建設透水性生態(tài)停車場。在南側施工出入口布置一座車輛清洗池,對進出場地內的車輛輪胎、車廂外側進行沖洗,避免施工時的
泥沙對周邊道路造成影響。針對施工車輛及人員活動區(qū)域,采取碎石墊層鋪墊措施,碎石厚度為0.06m,避免車輛運輸過程中對土層過度碾壓而導致水土流失。
綠化工程防治區(qū):綠化工程區(qū)場地平整至設計標高后,應該對規(guī)劃綠地范圍內的裸露土地進行全面整治,為后期植樹種草提供良好的條件。綠地形式結合南國自然風光的獨特風格,布置草地、灌木、喬木,形成具有多樣化且豐富的綠色生態(tài)環(huán)境[3]。在場平綠化工程區(qū)后,還未開始建設時地表裸露,極易遭到雨水沖刷,因此為了減少水土流失,采用彩條布覆蓋綠化工程區(qū),為避免浪費,彩條布可重復利用。
市政綠化退線防治區(qū):代征綠地區(qū)場地平整至設計標高后,應該對規(guī)劃綠地范圍內的裸露土地進行全面整治,整治完畢后,若市政綠化還未施工,為了防止裸露地表產生水土流失,須在該區(qū)采取撒播草籽措施以恢復綠化。在場平代征綠地區(qū)后,為了減少水土流失,可以采用彩條布覆蓋綠化工程區(qū),彩條布可重復利用。
施工營地防治區(qū):在施工結束后及時拆除、清理施工營地,除去表層雜物等,并采取場地平整措施以備后期建設。在施工營地周邊設置臨時排水溝,將雨水排入排水溝后,接入臨時堆土區(qū)排水溝內。在施工營地內鋪0.06m碎石墊層,并進行機械壓實。
臨時堆土防治區(qū):臨時堆土區(qū)在施工結束后及時采取了場地平整措施,為恢復綠化做準備。在臨時堆土區(qū)周邊設置臨時排水溝,排水溝接入主體建筑工程防治區(qū)臨時排水溝,在排水溝出口處布置沉沙池。須在臨時堆土四周采取攔擋措施,在堆土四周編織土袋攔擋措施,土袋高0.8m,上底0.5m,下底1.3m,土袋坡比1∶0.5,利用彩條布覆蓋堆土表面。
3水土保持方案效果評價
通過水土保持監(jiān)測結果和數據分析水土保持方案中,各分區(qū)實施的水土保持措施實施效果。在監(jiān)測過程中,項目實施施工時間、項目分區(qū)及相應水土保持措施情況等內容發(fā)生了變化,但總體水土流失防治效果良好,且達到方案目標值。
3.1項目監(jiān)測水土流失量
本項目原計劃在2021年1月動工,2022年12月完工,實際施工時間為2021年1月—2023年6月,即監(jiān)測時段為2020年1月—2023年6月,根據工程建設期間的監(jiān)測數據繪制各季度土壤流失量,如圖2所示,由此可知,項目設計土壤流失量為235.4t,實際最終土壤流失量為196.3t,占設計總量的83.39%,單季度最大土壤流失量為38.86t,發(fā)生在2021年第三季度。
3.2水土流失防治效果分析
根據監(jiān)測數據將計算的各水土流失治理指標匯總,見表4。項目建設過程中的各分區(qū)內擾動土體共12619.07㎡,均得到了有效治理,水土流失治理度達99.9%。根據《生產建設項目水土保持監(jiān)測與評價標準》(GB/T51240—2018)相關要求,對項目實際水土流失治理指標進行評價可知,項目中各項指標均達到規(guī)范要求,其中林草覆蓋率為48.6%,遠超規(guī)范要求的28%,表土保護率為99.9%,遠超規(guī)范要求的92%,說明本項目中所采取的各項水土治理措施起到了很好的治理效果。
3.3水土流失影響規(guī)律分析
本項目位于海南省??谑校摰貐^(qū)為熱帶海洋性季風氣候,春季溫暖少雨多旱,夏季高溫多雨,秋季多臺風暴雨,冬季不冷但寒氣流侵襲時有陣寒,氣候及水文特點較為特殊[4-5]。圖3為項目施工橫道計劃,根據項目實際施工情況,在永久占地中,主體建筑工程和道路廣場工程建設部分是對項目環(huán)境影響最大的部分,根據施工橫道圖可知,該部分于2022年第二季度末結束,因此可根據工程進度情況將本項目水土保持分為兩個階段,第一階段為2021年第一季度至2022年第二季,該階段由于工程建設進度問題導致項目整體對周圍環(huán)境擾動較大,因此水土流失情況相對嚴重;第二階段為2022年第三季度至2023年第二季度,該階段主體結構已完工,建設過程對水土流失影響相對較小。
根據監(jiān)測結果,各季度內降雨量等影響因子與土壤流失量數據見表5,并將各季度降雨量與土壤流失量繪制出來,如圖4所示,同時根據上述分段方法,分別對兩階段數據進行擬合,第一階段相關性系數R12=0.9208,第二階段相關性系數為R22=0.7116。土壤流失量與降雨量呈現明顯的線性關系,且第一階段相關性曲線斜率為0.0453,第二階段相關性曲線斜率為0.0017,由于主體施工階段施工干擾,因此地表水土條件更容易發(fā)生土體流失,在降雨條件下發(fā)生的土壤流失更加嚴重。海南地區(qū)降雨充沛,平均日降雨量在0.1mm以上的雨日全年超過150天[6],因此該地區(qū)工程建設過程中的土壤流失的最大控制因素為降雨,且土壤流失量與降雨呈現明顯相關性。
4結論
對監(jiān)測結果進行分析評價表明,本項目各項水土保持指標均達到規(guī)范要求。
海南地區(qū)由于氣候濕潤,常年多雨,因此工程建設過程中的土壤流失量與降雨量間呈現強正相關關系,說明該地區(qū)工程建設過程中的土壤流失的最大控制因素為降雨。
通過分階段分析表明,建筑工程主體施工過程對地面擾動較大,因此導致土壤流失量大于后續(xù)綠化施工階段,且主體施工階段土壤流失量受降雨影響更大。本文研究內容對海南地區(qū)水土保持方案的設計和評價具有一定的現實意義。
參考文獻
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